KR102660413B1 - 레이더 장치 및 이를 포함하는 레이더 센싱 장치 - Google Patents

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Abstract

본 실시예들에 의한 레이더 장치는, 상측이 개구되어 레이돔이 결합되는 하우징, 하우징의 내부에 구비되되 상면에는 레이더 안테나부와 RF 소자가 실장되고 하면에는 컨트롤러가 실장되는 회로기판, RF 소자를 덮으며 지지되는 RF 소자 커버를 포함하여, 회로기판의 상면과 하면에 레이더 안테나부, RF 소자 및 컨트롤러가 실장됨으로써 구성부품 수를 줄여 크기와 원가를 절감하고, 회로기판에서 발생하는 열을 외부로 방출하여 신뢰도 및 내구성이 향상될 수 있다.

Description

레이더 장치 및 이를 포함하는 레이더 센싱 장치{Radar System and Radar Sensing System Having the Same}
본 실시예들은 레이더 장치 및 이를 포함하는 레이더 센싱 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회로기판의 상면과 하면에 레이더 안테나부, RF 소자 및 컨트롤러가 실장됨으로써 구성부품 수를 줄여 크기와 원가를 절감하고, 회로기판에서 발생하는 열을 외부로 방출하여 신뢰도 및 내구성이 향상되는 레이더 장치 및 이를 포함하는 레이더 센싱 장치에 관한 것이다.
차량에는 각종 장치를 전자적으로 제어하는 전자제어장치(ECU, Electric Control Unit)가 구비되어, 차량에 설치된 센서 또는 스위치 등으로부터 정보를 제공받고 제공받은 정보를 처리하여 차량의 안전성 및 조향감 등을 향상시키기 위한 제어기능을 수행하게 되는데, 특히 레이더 장치는 전자파를 방출하고 반사되어 돌아오는 전자파를 수신함으로써 차량과 주위 물체 사이의 거리 등을 감지하게 된다.
그런데 종래의 레이더 장치에서는 전자파를 송수신하는 레이더 안테나부가 실장되는 회로기판과 제어부 등이 실장된 회로기판이 분리되어 각각 구비되고 또한 양 회로기판의 사이에 베이스 플레이트가 구비되었기 때문에 부품 수가 많아 제작하기 어렵고 원가가 높으며 또한 레이더 장치의 크기가 커지는 문제점이 있었다.
또한, 회로기판에 실장된 전자부품에서 발생되는 열에 의해 레이더 장치의 신뢰도 및 내구성이 저하될 수 있는 문제점이 있었다.
본 실시예들은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 회로기판의 상면과 하면에 레이더 안테나부, RF 소자 및 컨트롤러가 실장됨으로써 구성부품 수를 줄여 크기와 원가를 절감하고, 회로기판에서 발생하는 열을 외부로 방출하여 신뢰도 및 내구성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
본 실시예들의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 실시예들에 의하면, 상측이 개구되어 레이돔이 결합되는 하우징, 하우징의 내부에 구비되되, 상면에는 레이더 안테나부와 RF 소자가 실장되고 하면에는 컨트롤러가 실장되는 회로기판, RF 소자를 덮으며 회로기판에 지지되는 RF 소자 커버를 포함하는 레이더 장치가 제공될 수 있다.
본 실시예들에 의하면, 차량에 설치되는 레이더 장치를 포함하여 차량의 외부영역을 센싱하는 레이더 센싱 장치에 있어서, 레이더 장치는, 상면에는 송신안테나와 수신안테나를 포함하는 레이더 안테나부와 레이더 안테나부를 통해 레이더 신호를 송신 또는 수신하는 RF 소자가 실장되고 하면에는 RF 소자가 송신하거나 수신한 레이더 신호를 처리하는 컨트롤러가 실장되는 회로기판, 회로기판을 수용하는 하우징, 레이더 장치가 설치된 위치에서 차량의 외측을 향하도록 하우징에 결합되는 레이돔, RF 소자를 덮으며 회로기판에 지지되는 RF 소자 커버를 포함하는 레이더 센싱 장치가 제공될 수 있다.
본 실시예들에 의하면, 회로기판의 상면과 하면에 레이더 안테나, RF 소자 및 컨트롤러가 실장됨으로써 구성부품 수를 줄여 크기와 원가를 절감하고, 회로기판에서 발생하는 열을 외부로 방출하여 신뢰도 및 내구성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 실시예들에 의한 레이더 장치 및 이를 포함하는 레이더 센싱 장치가 차량에 설치된 일례가 도시된 사시도이다.
도 2는 본 실시예들에 의한 레이더 전자제어장치의 분해사시도이다.
도 3은 본 실시예들에 의한 레이더 전자제어장치의 회로구성도이다.
도 4는 도 2의 일부에 대한 단면도이다.
도 5 내지 도 8은 도 2의 일부에 대한 사시도이다.
도 9 내지 도 10은 도 2의 결합상태의 일부에 대한 단면도이다.
이하, 본 실시예들의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 실시예들의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 실시예들의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 실시예들에 의한 레이더 장치 및 이를 포함하는 레이더 센싱 장치가 차량에 설치된 일례가 도시된 사시도, 도 2는 본 실시예들에 의한 레이더 전자제어장치의 분해사시도, 도 3은 본 실시예들에 의한 레이더 전자제어장치의 회로구성도, 도 4는 도 2의 일부에 대한 단면도, 도 5 내지 도 8은 도 2의 일부에 대한 사시도, 도 9 내지 도 10은 도 2의 결합상태의 일부에 대한 단면도이다.
차량 센싱 시스템(Vehicle Sensing System), 운전자 보조 시스템(Driver Sensing System), 물체 감지 시스템(Object Detection System), 경보 시스템(Alert System) 등은 차량의 외부로부터 데이터를 수집, 센싱하여 차량 주위의 혹은 차량 예상 주행 경로 상의 물체를 감지함으로써, 운전자 혹은 차량의 자율 주행 시스템이 차량을 전방 또는 후방으로 주행할 때 이를 보조한다. 이러한 시스템은 하나 또는 그 이상의 센서가 수집, 센싱한 데이터를 수신받고, 수신받은 데이터를 처리하여 차량의 경보 신호 또는 제어 신호 등을 발생시키는 프로세서 내지는 컨트롤러를 포함한다.
이하, 도 1을 참조하여 살펴본다.
본 실시예들에 의한 레이더 센싱 장치(101)는 적어도 하나의 레이더 장치(103)를 포함하는데, 예를 들어 차량의 정면에 장착되는 정면 감지　　　레이더　　　장치, 차량의 후방에 장착되는 후방 레이더 장치 및 차량의 각 측방에 장착되는 측방향 또는 측후방 감지 레이더 장치 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 레이더 센싱 장치(101)는 송신신호 및 수신신호를 분석하여 데이터를 처리하며, 그에 따라 객체에 대한 정보를 검출할 수 있고, 이를 위한 전자 또는 제어 유닛(ECU) 또는 프로세서를 포함할 수 있다. 레이더 장치(103)로부터 ECU로의 데이터 전송 또는 신호 통신은 적절한 차량 네트워크 버스 등과 같은 통신 링크를 이용할 수 있다.
이러한 레이더 장치(103)는 레이더 신호를 송신하는 1 이상의 송신안테나와 객체로부터 수신된 반사신호를 수신하는 1 이상의 수신안테나를 포함한다.
한편, 본 실시예에 의한 레이더 장치(103)는 실제 안테나 개구(Apeture)보다 큰 가상 안테나 개구를 형성하기 위하여 다차원 안테나 배열 및 다중 입력 다중 출력(Multiple Input Multiple Output)의 신호 송수신 방식을 채택할 수 있다.
예를 들면, 수평 및 수직의 각도 정밀도 및 해상도를 달성하기 위해, 2 차원 안테나 어레이가 사용된다.　2차원　레이더 안테나 어레이를 이용하면 수평 및 수직으로 개별적으로 (시간 다중화 된) 2회의 스캔에 의해 신호를 송수신하며, 2차원 레이더 수평 및 수직 스캔(시간 다중화)과 별도로 MIMO가 이용될 수 있다.
더 구체적으로, 본 실시예에 의한 레이더 장치(103)에서는, 총 12개의 송신안테나(Tx)를 포함하는 송신안테나부와 16개의 수신안테나(Rx)를 포함하는 수신안테나부로 구성된 2차원 안테나 어레이 구성을 채택할 수 있으며, 결과적으로 총 192개의 가상 수신 안테나 배치를 가질 수 있다.
이 때, 송신안테나부는 4개의 송신 안테나를 포함하는 송신안테나 그룹을 3개 구비하되, 제 1 송신안테나 그룹은 제 2 송신안테나 그룹과 수직방향으로 일정거리 이격되고, 제 1 또는 제 2 송신안테나 그룹은 제 3 송신안테나 그룹과 수평방향으로 일정 거리만큼 이격될 수 있다.
또한, 수신안테나부는 4개의 수신안테나를 포함하는 4개의 수신안테나 그룹을 포함할 수 있고, 각 수신안테나 그룹은 수직방향으로 이격되도록 배치되고, 이러한 수신안테나부는 수평방향으로 이격된 제 1 송신안테나 그룹 및 제3송신 안테나 그룹 사이에 배치될 수 있다.
또한, 다른 실시예에서는, 레이더 센서의 안테나가 2차원 안테나 어레이로 배치되며, 그 예로서 각 안테나 패치가 롬버스 격자(Rhombus) 배치를 가짐으로써 불필요한 사이드 로브를 감소시킬 수 있다.
또는, 2차원 안테나 배열이 다수의 방사 패치가 V자 형상으로 배치되는 V-shape 안테나 어레이를 포함할 수 있으며, 더 구체적으로는 2개의 V자 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 이 때에는, 각 V자 안테나 어레이의 꼭지점(Apex)으로 단일 피드(Single Feed)가 이루어진다.
또는, 2차원 안테나 배열이 다수의 방사 패치가 X자 형상으로 배치되는 X-shape 안테나 어레이를 포함할 수 있으며, 더 구체적으로는 2개의 X자 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 이 때에는, 각 X자 안테나 어레이의 중심으로 단일 피드(Single Feed)가 이루어진다.
또한, 본 실시예에 의한 레이더 센서는 수직 및 수평방향의 감지 정확도 또는 해상도를 구현하기 위하여, MIMO 안테나 시스템을 이용할 수 있다.
더 구체적으로, MIMO 시스템에서는 각각의 송신안테나는 서로 구분되는 독립적인 파형을 가지는 신호를 송신할 수 있다. 즉, 각 송신안테나는 다른 송신 안테나들과　구분되는 독립적인 파형의 신호를 송신하고, 각각의 수신 안테나는　이 신호들의 상이한 파형으로 인해 객체에서 반사된 반사 신호가 어떠한 송신 안테나에서 송신된 것인지 결정할 수 있다.
한편, 본 실시예에 의한 레이더 장치(103)는 송신안테나 및 수신안테나를 포함하는 회로기판을 수용하는 하우징과, 하우징의 외관을 구성하는 레이돔(Radome) 을 포함하여 구성될 수 있다. 이 때, 레이돔은 송수신되는 레이더 신호의 감쇄를 감소시킬 수 있는 재료로 구성되며, 레이돔은 차량의 전후방 범퍼, 그릴이나, 측면 차체 또는 차량 구성요소의 외부 표면으로 구성될 수 있다.
즉, 레이더 장치(103)의 레이돔은 차량 그릴, 범퍼, 차체 등의 내부에 배치될 수도 있고, 차량 그릴, 범퍼, 차체 일부와 같이 차량의 외부 표면을 구성하는 부품의 일부분으로 배치됨으로써, 차량 미감을 좋게 하면서도 레이더 장치(103) 장착의 편의성을 제공할 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 10을 참조하여 살펴본다.
본 실시예들에 의하면, 상측이 개구되어 레이돔(201)이 결합되는 하우징(207), 하우징(207)의 내부에 구비되되 상면에는 레이더 안테나부(301)와 RF 소자(221)가 실장되고 하면에는 컨트롤러가 실장되는 회로기판(205), RF 소자(221)를 덮으며 회로기판(205)에 지지되는 캐비티(203)를 포함하는 레이더 장치(103)가 제공될 수 있다.
또한, 본 실시예들에 의하면, 차량(100)에 설치되는 레이더 장치(103)를 포함하여 차량(100)의 외부영역을 센싱하는 레이더 센싱 장치(101)에 있어서, 레이더 장치(103)는, 상면에는 송신안테나(311)와 수신안테나(312)를 포함하는 레이더 안테나부(301)와 레이더 안테나부(301)를 통해 레이더 신호를 송신 또는 수신하는 RF 소자(221)가 실장되고, 하면에는 RF 소자(221)가 송신하거나 수신한 레이더 신호를 처리하는 컨트롤러(222)가 실장되는 회로기판(205), 회로기판(205)을 수용하는 하우징(207), 레이더 장치(103)가 설치된 위치에서 차량(100)의 외측을 향하도록 하우징(207)에 결합되는 레이돔(201), RF 소자(221)를 덮으며 회로기판(205)에 지지되는 RF 소자 커버(203)를 포함하는 레이더 센싱 장치(101)가 제공될 수 있다.
레이더 장치(103)에는 차량(100)과 주변 물체 간의 거리, 상대속도 등을 인식하기 위해 레이더 안테나부(301), RF 소자(221) 및 컨트롤러(222)가 실장되는 회로기판(205)이 구비된다.
레이더 센싱 장치(101)는 차량(100)의 전방에 설치될 수 있으며, 이 경우 레이더 장치(103)가 차량(100)의 전방 범퍼, 전방 그릴 등의 내부에 구비될 수 있다. 전술한 바와 같이 레이더 센싱 장치(101)는 차량(100)의 전방뿐만 아니라 측방 또는 후방에 설치되어 차량(100)의 측방 또는 후방 영역을 센싱할 수 있는데, 이 경우에는 레이더 장치(103)가 차량(100)의 사이드 미러 하우징, 후방 범퍼 등의 내부에 구비될 수 있다.
레이돔(201)은 레이더 장치(103)가 설치된 위치에서 차량(100)의 외측을 향하도록 하우징(207)에 결합된다. 즉, 레이더 장치(103)가 차량(100)의 전방에 설치된 경우 레이돔(201)은 차량(100)의 전방을 향하며, 레이더 장치(103)가 차량(100)의 측방 또는 후방에 설치된 경우 레이돔(201)은 차량(100)의 측방 또는 후방을 향한다.
전술한 바와 같이, 레이돔(201)은 송수신되는 레이더 신호의 감쇄를 감소시킬 수 있는 재료로 구성되며, 레이돔(201)은 차량의 전후방 범퍼, 그릴이나, 측면 차체 또는 차량 구성요소의 외부 표면으로 구성될 수 있다.
즉, 레이더 장치(103)의 레이돔(201)은 차량 그릴, 범퍼, 차체 등의 내부에 배치될 수도 있고, 차량 그릴, 범퍼, 차체 일부와 같이 차량의 외부 표면을 구성하는 부품의 일부분으로 배치됨으로써, 차량 미감을 좋게 하면서도 레이더 장치(103) 장착의 편의성을 제공할 수 있다.컨트롤러(222)는 RF 소자(221)를 제어하여 레이더 신호를 송신하거나 레이더 신호를 수신 받게 되는데, 즉 컨트롤러(222)의 제어신호를 RF 소자(221)가 증폭, 변환하여 레이더 안테나부(301)를 통해 레이더 신호를 송신하고, 레이더 안테나부(301)가 수신한 레이더 신호가 RF 소자(221)에 의해 노이즈가 제거, 증폭되어 컨트롤러(222)에 전달되게 된다.
또한, 컨트롤러(222)는 RF 소자(221)가 송신 또는 수신한 레이더 신호를 처리하여 차량(100)의 외부 영역을 센싱한다. 컨트롤러(222)는 송신된 레이더 신호와 수신된 레이더 신호를 비교하여 차량(100)과 주변 물체 간의 거리, 상대속도 등을 산출하여 차량(100)의 여러 요소들을 제어할 제어신호를 커넥터(233)을 통해 송신하게 된다.
본 실시예들에 의한 레이더 장치(103)에서는 이러한 레이더 안테나부(301)와 RF 소자(221)는 회로기판(205)의 상면에 실장되고 컨트롤러(222)는 회로기판(205)의 하면에 실장되어 하우징(207) 내부에 하나의 회로기판(205)만이 구비되게 되는데, 따라서 종래의 레이더 장치에서 안테나 등이 실장된 회로기판과 제어부 등이 실장된 회로기판이 각각 구비되고 또한 회로기판들을 지지하기 위해 베이스 플레이트 등의 부품이 구비되었던 것과 비교할 때, 구성부품 수가 줄어들게 되므로 원가가 절감되고 레이더 장치(103)의 크기가 줄어들어 설치가 용이해질 수 있다.
도면에는 도시되지 않았으나 회로기판(205)의 하면에는 메모리, 전원부 등이 더 구비되게 된다.
종래의 레이더 장치에서 방열 및 회로기판 지지를 위해 구비되는 베이스 플레이트 대신 본 실시예들에 의한 레이더 장치(103)에서는 후술할 돌출부(601), 지지부(231) 및 방열핀(801)이 회로기판(205)을 지지하고 회로기판(205)에서 발생되는 열을 외부로 방출하게 된다.
회로기판(205)의 상면은 레이더 안테나부(301)가 실장되는 영역과 RF 소자(221)가 실장되는 영역으로 구분되며, RF 소자 커버(203)는 RF 소자(221)가 실장되는 영역만을 덮으며 RF 소자(221)를 보호한다.
RF 소자 커버(203)는 레이더 안테나부(301)가 레이돔(201)을 통해 송수신하는 레이더 신호가 RF 소자(221)에 전달되지 않도록 레이더 신호를 차폐하는 금속재질로 형성되는데, 일례로 알루미늄 등의 재질이 사용될 수 있다.
즉, RF 소자 커버(203)가 회로기판(205)의 상면에서 레이더 안테나부(301)가 실장되는 영역은 덮지 않고 RF 소자(221)가 실장되는 영역만을 덮도록 구비됨으로써, 레이더 안테나부(301)는 레이돔(201)을 통해 레이더 신호를 송수신하되 이러한 레이더 신호가 RF 소자(221)로는 전달되지 않게 된다.
후술할 바와 같이 레이더 안테나부(301)와 RF 소자(221)는 RF 소자 커버(203)에 형성된 홈(213)을 통해 회로적으로 연결되게 되는데, 도면에는 도시되지 않았으나 일례로 RF 소자(221)와 컨트롤러(222)는 회로기판(205)을 수직으로 관통하며 회로적으로 연결될 수 있다.
또한, 도면에는 한 개의 송신부(313)와 두 개의 수신부(314)로 구성되는 세 개의 RF 소자(221)가 실장되는 실시예가 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 일례로 두 개의 송신부(313)와 한 개의 수신부(314)로 구성될 수도 있으며, 한 개의 RF 소자(221)가 송신부(313) 및 수신부(314)의 역할을 모두 수행할 수도 있을 것이다.
이 때, 송신부(313)는 송신안테나(311)와 연결되어 레이더 신호를 송신하며, 수신부(314)는 수신안테나(312)와 연결되어 레이더 신호를 수신하게 된다.
송신안테나(311)와 수신안테나(312)는 각각 하나 이상씩 구비되는데, 송신안테나(311)와 수신안테나(312)가 다수개 구비될수록 레이더 장치(103)의 성능이 향상된다.
즉, 송신안테나(311)와 수신안테나(312)가 다수개 구비되는 경우, 레이더 장치(103)는 차량(100)과 차량(100) 주위 물체 간의 거리뿐만 아니라 차량(100)으로부터 주위 물체의 방향 또는 각도 등의 정보도 얻을 수 있다.
또한, RF 소자(221)가 회로기판(205)에 배치되는 위치 및 방향 등은 회로의 구성에 따라 달라질 수 있으며, 반드시 도면에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도면에는 컨트롤러(222)가 하나의 칩에 의해 구현된 실시예가 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 둘 이상의 칩에 의해 구현될 수도 있을 것이다.
한편, 회로기판(205)의 상층부(401)는 하층부(402)보다 유전율이 낮은 재질로 형성될 수 있다.
즉, 레이더 안테나부(301)가 레이더 신호를 송수신할 때 레이더 신호의 손실이 적도록 유전율이 낮은 유전체에 레이더 안테나부(301)가 실장될 필요가 있는데, 본 실시예들에 의한 레이더 장치(103)에서는 회로기판(205)의 상면에 레이더 안테나부(301)가 실장되되 하면에는 컨트롤러(222)가 실장되므로 회로기판(205)의 상층부(401)를 하층부(402)보다 유전율이 낮은 재질로 형성하여 레이더 신호의 손실을 더욱 줄일 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 회로기판(205)의 상층부(401)와 하층부(402)는 서로 다른 재질로 제작되어 하층부(402)보다 유전율이 낮은 재질로 형성된 상층부(401)에 레이더 안테나부(301)와 RF 소자(221)가 실장되게 된다.
일례로, 회로기판(205)의 하층부(402)는 일반적으로 사용되는 FR4 재질로 형성되고, 상층부(401)는 FR4 재질보다 유전율이 낮은 Rogers RO3003 재질로 형성될 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 본 실시예들에 의한 레이더 장치(103)에서는 종래의 레이더 장치에서의 베이스 플레이트가 구비되지 않으므로 회로기판(205)이 하우징(207)에 직접 결합되게 되는데, 회로기판(205)은 RF 소자 커버(203)와 함께 하우징(207)에 나사체결될 수 있다.
즉, RF 소자 커버(203)에는 RF 소자 커버(203)를 상하로 관통하는 결합공(216)이 형성되어, 결합공(216)에 삽입되는 볼트(209)가 회로기판(205)을 관통하며 하우징(207)에 결합될 수 있다.
회로기판(205)과 RF 소자 커버(203)가 하우징(207)에 나사체결됨에 따라 회로기판(205)은 하우징(207)과 RF 소자 커버(203) 사이에서 고정되는 구조를 취하게 된다.
이러한 결합공(216)은 후술할 측면부(212)에서 수평으로 연장형성된 결합부(215)에서 결합부(215)를 수직으로 관통하며 형성될 수 있다.
한편, 회로기판(205)과 하우징(207)에는 각각 삽입홈(223)과 삽입돌기(232)가 구비되어 회로기판(205)이 하우징(207)에 나사체결되기 전에 삽입홈(223)과 삽입돌기(232)가 맞물리며 회로기판(205)이 하우징(207)에 안착되게 되는데, 이와 마찬가지로 RF 소자 커버(203)가 회로기판(205)에 나사체결되기 전에 안착되도록 가이드돌기(214)와 가이드홈(224)이 구비될 수 있다.
즉, RF 소자 커버(203)에는 하측으로 돌출되는 가이드돌기(214)가 구비되고 회로기판(205)에는 가이드돌기(214)가 삽입되는 가이드홈(224)이 구비되어, 가이드돌기(214)가 가이드홈(224)에 삽입되며 RF 소자 커버(203)가 회로기판(205)에 안착되고 볼트(209)에 의해 하우징(207)에 체결될 수 있다.
이러한 가이드돌기(214)는 후술할 측면부(212)에서 하측으로 돌출되어 형성되고 가이드홈(224)은 회로기판(205)의 테두리에 형성될 수 있다.
즉, 하우징(207), 회로기판(205) 및 RF 소자 커버(203)의 조립순서를 살펴볼 때, 일례로 삽입홈(223)에 삽입돌기(232)가 삽입되며 회로기판(205)이 하우징(207)에 안착되고, 가이드홈(224)에 가이드돌기(214)가 삽입되며 회로기판(205)에 RF 소자 커버(203)가 안착된 후 볼트(209)가 결합공(216)에 삽입되어 하우징(207)에 체결되며 회로기판(205)과 RF 소자 커버(203)가 하우징(207)에 결합될 수 있다.
한편, RF 소자 커버(203)는 회로기판(205)과 이격되는 상면부(211)와 상면부(211)의 테두리에서 하측으로 돌출되어 회로기판(205)에 지지되는 측면부(212)를 포함할 수 있다.
즉, 측면부(212)가 회로기판(205)에서 RF 소자(221)가 구비되는 영역을 둘러싸며 형성되고 상면부(211)는 측면부(212)에 지지되며 회로기판(205)의 상면과 수직으로 이격됨으로써, RF 소자 커버(203)는 하측이 개구되며 내측에 빈 공간이 형성되고 RF 소자(221)가 RF 소자 커버(203)의 내측에 위치되며 보호되게 되는 것이다.
이 때, 전술한 바와 같이 결합공(216)은 측면부(212)의 하측끝단에서 수평으로 연장되는 결합부(215)에서 결합부(215)를 수직으로 관통하며 형성될 수 있다. 다시 말해 결합부(215)는 회로기판(205)의 상면과 이격되지 않고 RF 소자 커버(203)가 회로기판(205)에 안착되었을 때 회로기판(205)의 상면에 지지되게 된다.
이어서, 측면부(212)에는 홈(213)이 형성되어 홈(213)을 통해 회로기판(205)의 상면에 실장되는 레이더 안테나부(301)와 RF 소자(221)가 회로적으로 연결될 수 있다.
즉, 회로기판(205)의 상면이 레이더 안테나부(301)가 실장된 영역과 RF 소자(221)가 실장된 영역으로 구분되어 RF 소자(221)가 RF 소자 커버(203)에 의해 보호되므로, 레이더 안테나부(301)와 RF 소자(221)가 회로기판(205)의 상면에서 회로적으로 연결되기 위해서는 RF 소자 커버(203)의 측면부(212)에 홈(213)이 형성될 필요가 있다.
도 2와 도 5에 도시된 바와 같이 홈(213)이 측면부(212)의 하단부에 형성됨으로써 홈(213)을 통해 레이더 안테나부(301)와 RF 소자(221)가 회로적으로 연결될 수 있다.
또한, 상면부(211)에는 하측으로 돌출되는 돌출부(601)가 구비되어, 돌출부(601)가 RF 소자(221)에 접촉될 수 있다.
전술한 바와 같이 본 실시예들에 의한 레이더 장치(103)에서는 종래의 레이더 장치에서의 베이스 플레이트가 구비되지 않아, 회로기판(205)을 지지하며 회로기판(205)에 실장된 부품들을 보호하고 회로기판(205)에서 발생되는 열을 방출하기 위한 구조가 필요한데 이를 위해 돌출부(601)가 구비된다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이 돌출부(601)는 단부가 RF 소자(221)에 대응되는 형상으로 형성되며, 전술한 바와 같이 RF 소자(221)가 다른 개수로 구비되는 경우에는 RF 소자(221)와 같은 개수로 구비되어 각 RF 소자(221)가 돌출부(601)에 지지될 수 있을 것이다.
RF 소자 커버(203)는 RF 소자(221)를 레이더 신호로부터 차폐하기 위해 금속재질로 형성되므로 높은 열전도성을 가지며, 따라서 RF 소자 커버(203)가 하우징(207)에 결합될 때 돌출부(601)가 RF 소자(221)에 지지되며 RF 소자(221)에서 발생되는 열을 외부로 방출할 수 있게 된다.
이 때 돌출부(601)와 RF 소자(221) 사이에 써멀그리스(Thermal Grease)가 도포됨으로써 열 전도성을 더욱 높힐 수 있을 것이다.
한편, 하우징(207)에는 상측으로 돌출되어 회로기판(205)의 하면에 지지되는 지지부(231)가 구비될 수 있다.
회로기판(205)은 하우징(207)에 나사결합되며 테두리만이 하우징(207)에 지지되게 되는데, 회로기판(205)의 중심부를 지지하며 회로기판(205)의 하면에 실장된 부품을 보호하고 열을 방출시키기 위해 지지부(231)가 구비된다.
도 7에 도시된 바와 같이 이러한 지지부(231)는 컨트롤러(222)에 지지되는 제 1 지지부(231a)와, RF 소자(221)의 반대편에서 회로기판(205)에 지지되는 제 2 지지부(231b)를 포함할 수 있다.
즉, 제 1 지지부(231a)는 회로기판(205)의 하면에 실장되는 컨트롤러(222)와 직접적으로 지지되어 컨트롤러(222)를 보호하며 컨트롤러(222)에서 발생되는 열을 방출하고, 제 2 지지부(231b)는 RF 소자(221)의 반대편에서 회로기판(205)에 지지되며 RF 소자(221)에서 발생되는 열을 방출할 수 있다.
RF 소자 커버(203)의 돌출부(601)와 하우징(207)의 제 2 지지부(231b)는 RF 소자(221)와 회로기판(205)을 사이에 두고 대향되게 위치된다.
돌출부(601)와 마찬가지로, 제 1 지지부(231a)와 제 2 지지부(231b)는 도면에 도시된 실시예에 한정되는 것이 아니라 각각 컨트롤러(222)를 구성하는 칩의 개수 및 RF 소자(221)의 개수에 따라 다르게 구비될 수 있을 것이다.
이 때, 제 1 지지부(231a)와 컨트롤러(222)의 사이 및 제 2 지지부(231b)와 회로기판(205)의 사이에 써멀그리스가 도포됨으로써 열 전도성을 더욱 높힐 수 있다.
한편, 하우징(207)에는 외측으로 돌출되는 방열핀(801)이 구비되어, 하우징(207)의 표면적을 넓힘으로써 회로기판(205)에서 발생되는 열이 효율적으로 외부로 방출되게 할 수 있다.
이러한 방열핀(801)은 하우징(207)의 하면에 구비되되 서로 평행하게 다수개 구비될 수 있다.
한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 레이돔(201)에는 열선이 내장될 수 있다.
즉, 본 실시예들에 의한 레이더 장치(103)가 차량의 전방 또는 후방에서 범퍼에 내장되어 장착되어 결합될 때, 기온이 낮은 환경에서 차량에 쌓인 눈에 의해 레이더 안테나부(301)가 송수신하는 레이더 신호에 노이즈가 발생할 수 있는데, 이를 방지하기 위해 레이돔(201)에 열선이 내장됨으로써 차량에 쌓인 눈을 제거하며 레이더 안테나부(301)의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
이와 같은 형상을 갖는 레이더 전자제어장치에 의하면, 회로기판의 상면과 하면에 레이더 안테나부, RF 소자 및 컨트롤러가 실장됨으로써, 구성부품 수가 줄어들어 레이더 전자제어장치의 크기가 줄어들고 원가를 절감할 수 있다.
또한, RF 소자 커버가 구비되어 회로기판의 상면에 실장되는 RF 소자를 덮음으로써, 레이더 안테나부가 송수신하는 레이더 신호를 차폐하여 RF 소자를 보호할 수 있다.
또한, 회로기판의 상층부가 하층부보다 유전율이 낮은 재질로 형성됨으로써, 회로기판의 상면에 실장되는 레이더 안테나부가 레이더 신호를 송수신할 때 손실되는 레이더 신호를 줄일 수 있다.
또한, RF 소자 커버가 회로기판과 함께 하우징에 나사체결됨으로써, 회로기판이 RF 소자 커버와 하우징 사이에 위치되며 고정될 수 있으며 RF 소자 커버와 회로기판에 각각 가이드돌기와 가이드홈이 구비됨으로써 RF 소자 커버가 회로기판에 안착되고 간편하게 하우징에 나사체결할 수 있다.
또한, RF 소자 커버에 측면부와 상면부가 구비됨으로써 RF 소자 커버의 내측에 RF 소자가 위치되며 보호되게 되고, 측면부에 홈이 형성됨으로써 회로기판의 상면에서 레이더 안테나부와 RF 소자가 회로적으로 연결될 수 있다.
또한, 상면부에 하측으로 돌출되는 돌출부가 구비되고 하우징에 상측으로 돌출되는 지지부가 구비됨으로써, 베이스 플레이트가 구비되지 않더라도 하우징 내부에서 회로기판이 지지되며 회로기판에 실장된 부품들이 보호될 수 있으며, 회로기판에서 발생되는 열을 외부로 방출함으로써 레이더 장치 및 이를 포함하는 레이더 센싱 장치의 신뢰도 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 하우징에 외측으로 돌출되는 방열핀이 다수개 구비됨으로써 하우징의 표면적이 넓어져 효율적으로 열이 방출될 수 있다.
이상에서, 본 실시예들의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 실시예들이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 실시예들의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 실시예들에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 실시예들의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예들의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들에 개시된 실시예들은 본 실시예들의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예들의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예들의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예들의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
101: 레이더 센싱 장치 103: 레이더 장치
203: RF 소자 커버 205: 회로기판
207: 하우징 211: 상면부
212: 측면부 213: 홈
214: 가이드돌기 221: RF 소자
222: 컨트롤러 224: 가이드홈
231: 지지부 301: 레이더 안테나부
401: 상층부 402: 하층부
601: 돌출부 801: 방열핀

Claims (26)

  1. 상측이 개구되어 레이돔이 결합되는 하우징;
    상기 하우징의 내부에 구비되되, 상면에는 레이더 안테나부와 RF 소자가 실장되고, 하면에는 컨트롤러가 실장되는 회로기판;
    상기 RF 소자를 덮으며 상기 회로기판에 지지되는 RF 소자 커버;
    를 포함하며,
    상기 회로기판의 상면은 상기 레이더 안테나부가 실장되는 영역과 상기 RF 소자가 실장되는 영역으로 구분되고, 상기 RF 소자 커버는 상기 RF 소자가 실장되는 영역만 덮으며 상기 회로기판에 지지되고,
    상기 RF 소자 커버는 상기 회로기판과 이격되는 상면부와 상기 상면부의 테두리에서 하측으로 돌출되어 상기 회로기판에 지지되는 측면부를 포함하며,
    상기 측면부에는 상기 회로기판과 이격되게 형성되는 홈이 구비되어 상기 홈을 통해 상기 레이더 안테나부와 상기 RF 소자가 회로적으로 연결되는 레이더 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로기판의 상층부는 하층부보다 유전율이 낮은 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 레이더 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 RF 소자 커버는 상기 하우징에 나사체결되는 것을 특징으로 하는 레이더 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 RF 소자 커버에는 상기 RF 소자 커버를 상하로 관통하는 결합공이 형성되어, 상기 결합공에 삽입되는 볼트가 상기 회로기판을 관통하며 상기 하우징에 결합되는 것을 특징으로 하는 레이더 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 RF 소자 커버에는 하측으로 돌출되는 가이드돌기가 구비되고 상기 회로기판에는 상기 가이드돌기가 삽입되는 가이드홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 레이더 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 상면부에는 하측으로 돌출되는 돌출부가 구비되는 것을 특징으로 하는 레이더 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 RF 소자에 접촉되는 것을 특징으로 하는 레이더 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징에는 상측으로 돌출되어 상기 회로기판의 하면에 지지되는 지지부가 구비되는 것을 특징으로 하는 레이더 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 컨트롤러에 지지되는 제 1 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 RF 소자의 반대편에서 상기 회로기판에 지지되는 제 2 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징에는 외측으로 돌출되는 방열핀이 구비되는 것을 특징으로 하는 레이더 장치.
  14. 차량에 설치되는 레이더 장치를 포함하여 상기 차량의 외부영역을 센싱하는 레이더 센싱 장치에 있어서,
    상기 레이더 장치는,
    상면에는 송신안테나와 수신안테나를 포함하는 레이더 안테나부와 상기 레이더 안테나부를 통해 레이더 신호를 송신 또는 수신하는 RF 소자가 실장되고, 하면에는 상기 RF 소자가 송신하거나 수신한 레이더 신호를 처리하는 컨트롤러가 실장되는 회로기판;
    상기 회로기판을 수용하는 하우징;
    상기 레이더 장치가 설치된 위치에서 상기 차량의 외측을 향하도록 상기 하우징에 결합되는 레이돔;
    상기 RF 소자를 덮으며 상기 회로기판에 지지되는 RF 소자 커버;
    를 포함하며,
    상기 회로기판의 상면은 상기 레이더 안테나부가 실장되는 영역과 상기 RF 소자가 실장되는 영역으로 구분되고, 상기 RF 소자 커버는 상기 RF 소자가 실장되는 영역만 덮으며 상기 회로기판에 지지되고,
    상기 RF 소자 커버는 상기 회로기판과 이격되는 상면부와 상기 상면부의 테두리에서 하측으로 돌출되어 상기 회로기판에 지지되는 측면부를 포함하며,
    상기 측면부에는 상기 회로기판과 이격되게 형성되는 홈이 구비되어 상기 홈을 통해 상기 레이더 안테나부와 상기 RF 소자가 회로적으로 연결되는 레이더 센싱 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 회로기판의 상층부는 하층부보다 유전율이 낮은 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 레이더 센싱 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 RF 소자 커버는 상기 하우징에 나사체결되는 것을 특징으로 하는 레이더 센싱 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 RF 소자 커버에는 상기 RF 소자 커버를 상하로 관통하는 결합공이 형성되어, 상기 결합공에 삽입되는 볼트가 상기 회로기판을 관통하며 상기 하우징에 결합되는 것을 특징으로 하는 레이더 센싱 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 RF 소자 커버에는 하측으로 돌출되는 가이드돌기가 구비되고 상기 회로기판에는 상기 가이드돌기가 삽입되는 가이드홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 레이더 센싱 장치.
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 상면부에는 하측으로 돌출되는 돌출부가 구비되는 것을 특징으로 하는 레이더 센싱 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 RF 소자에 접촉되는 것을 특징으로 하는 레이더 센싱 장치.
  23. 제 14 항에 있어서,
    상기 하우징에는 상측으로 돌출되어 상기 회로기판의 하면에 지지되는 지지부가 구비되는 것을 특징으로 하는 레이더 센싱 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 컨트롤러에 지지되는 제 1 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 센싱 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 RF 소자의 반대편에서 상기 회로기판에 지지되는 제 2 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 센싱 장치.
  26. 제 14 항에 있어서,
    상기 하우징에는 외측으로 돌출되는 방열핀이 구비되는 것을 특징으로 하는 레이더 센싱 장치.
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